JP2016535188A - Insert element, annular segment, gas turbine, and mounting method - Google Patents

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Abstract

本発明は、ガスタービン（１０）のタービン（１１）の環状セグメント本体（２５）に固定するためのインサート要素（１４）に関する。環状のセグメント本体（２５）は、凹所（２３）を高温ガス面（２７）に有している。インサート要素（１４）が、凹所（２３）を覆うように構成されており、凹状の前面（１５）と、環状のセグメント本体（２５）に位置決めするための少なくとも１つの成形部分（１７，１８）を有している後面（１６）とを備えている。また、本発明は、インサート要素（１４）を具備する環状セグメント（１３）と、インサート要素（１４）を具備するガスタービン（１０）と、インサート要素（１４）を取り付けるための方法に関する。The present invention relates to an insert element (14) for securing to an annular segment body (25) of a turbine (11) of a gas turbine (10). The annular segment body (25) has a recess (23) in the hot gas surface (27). An insert element (14) is configured to cover the recess (23) and has a concave front surface (15) and at least one molded part (17, 18) for positioning in the annular segment body (25). ) Having a rear surface (16). The invention also relates to an annular segment (13) comprising an insert element (14), a gas turbine (10) comprising an insert element (14) and a method for attaching the insert element (14).

Description

本発明は、インサート要素、ガスタービンのタービンのリングセグメント、ガスタービン、及び取付方法に関する。   The present invention relates to an insert element, a ring segment of a turbine of a gas turbine, a gas turbine, and a mounting method.

ガスタービンのタービンのロータブレード列がいわゆるシュラウドをブレード翼の上側端部に有していることは周知である。   It is well known that a turbine blade row of a gas turbine has a so-called shroud at the upper end of the blade blade.

特許文献１は、ガスタービンのための冷却されたタービンリングセグメントを開示しており、当該タービンリングセグメントは、アキシアル方向に方向づけられているシュラウドリングセグメントであって、内面、外面、上流フランジ、及び下流フランジを有しているシュラウドリングセグメントを備えている。フランジは、シュラウドリングをエンジンケーシングに保持する。穿孔された冷却空気衝突プレートは、上流フランジと下流フランジとの間においてシュラウドリングの外面に配置されており、衝突チャンバが、冷却空気衝突プレートと当該外面との間に形成されている。アキシアル方向に方向づけられているリングセグメントの冷却ボアは、衝突チャンバと出口との間に延在している。中空の隣接する出口が、案内羽根を冷却するために、冷却空気を当該出口から下流の案内羽根に向かって案内する。   U.S. Patent No. 6,057,034 discloses a cooled turbine ring segment for a gas turbine, the turbine ring segment being an axially oriented shroud ring segment, comprising an inner surface, an outer surface, an upstream flange, and A shroud ring segment having a downstream flange is provided. The flange holds the shroud ring in the engine casing. A perforated cooling air impingement plate is disposed on the outer surface of the shroud ring between the upstream flange and the downstream flange, and an impingement chamber is formed between the cooling air impingement plate and the outer surface. A ring segment cooling bore oriented in the axial direction extends between the collision chamber and the outlet. A hollow adjacent outlet guides cooling air from the outlet toward the downstream guide vane in order to cool the guide vane.

特許文献２は、ターボ機械のロータブレードのためのシール装置を開示している。シール装置は、区間シールを備えている。当該区間シールは、接続要素を介して内側リングに取り付けられている一方、フックを介して外側リングに取り付けられている。内側リングは低い熱慣性を有しており、外側リングは高い熱慣性を有している。さらに、区間シールは、フックに設けられたサポートリブと芯出し手段とを有している。   Patent Document 2 discloses a sealing device for a rotor blade of a turbomachine. The sealing device includes a section seal. The section seal is attached to the inner ring via a connecting element, while being attached to the outer ring via a hook. The inner ring has a low thermal inertia and the outer ring has a high thermal inertia. Furthermore, the section seal has a support rib provided on the hook and a centering means.

特許文献３は、動作中にガスタービンエンジンのタービンブレードの一の段の両端を囲んでいるタービンブレードシュラウド装置を開示している。シュラウド装置は、アキシアル方向及びラジアル方向において緩く保持されているリングと、横方向において互いに当接している複数のセグメントを有しているタービンブレードシュラウドとを備えており、タービンブレードシュラウドそれぞれが、リングのラジアル方向面から懸架されており、ガスシールに位置決めされており、定置式エンジン構造体に対して比較的移動可能とされ、リングが、定置式エンジン構造体の材料より低い熱反応特性を有している材料から構成されている。   U.S. Pat. No. 6,089,077 discloses a turbine blade shroud device that surrounds both ends of one stage of a turbine blade of a gas turbine engine during operation. The shroud device includes a ring that is loosely held in the axial direction and the radial direction, and a turbine blade shroud having a plurality of segments that are in contact with each other in the lateral direction. It is suspended from the radial surface of the engine, is positioned on the gas seal, is relatively movable with respect to the stationary engine structure, and the ring has lower thermal response characteristics than the stationary engine structure material. It is made up of materials that

特許文献４は、交互に配置された空気冷却ロータブレード列とロータ熱シールドとを具備するロータと、交互に配置された空気冷却案内羽根列と内側リングに取り付けられたステータ熱シールドとを具備するステータと、を備えている軸流式ガスタービンを開示している。ステータは、高温ガス通路がステータとロータとの間に形成されるように、ロータを同軸に囲んでいる。ロータブレード列とステータ熱シールドとは、又は案内羽根列とロータ熱シールドとは互いに対向して配置されている。一の案内羽根列とその下流のロータブレード列とが、タービン段を形成している。ロータブレードは、外側ブレードプラットフォームをその先端に備えている。ブレードプラットフォームは、複数の歯を自身の外側に備えており、複数の歯は、周方向において互いに対して平行に延在しており、高温ガス流の流れ方向において縦列に配置されている。   Patent Document 4 includes a rotor having alternately arranged air-cooled rotor blade rows and rotor heat shields, and alternately arranged air-cooling guide blade rows and stator heat shields attached to the inner ring. An axial gas turbine having a stator is disclosed. The stator coaxially surrounds the rotor such that a hot gas path is formed between the stator and the rotor. The rotor blade row and the stator heat shield, or the guide blade row and the rotor heat shield are arranged to face each other. One guide vane row and a rotor blade row downstream thereof form a turbine stage. The rotor blade has an outer blade platform at its tip. The blade platform has a plurality of teeth on its outer side, the plurality of teeth extend parallel to each other in the circumferential direction, and are arranged in tandem in the flow direction of the hot gas flow.

シュラウドが設けられていることに起因して、例えば点検又は試験を目的としてロータブレードを動作させる際に、上側ケーシング部分の全体を揚重すること、いわゆるカバーリフトを実施する必要がある。カバーリフトは非常に面倒である。   Due to the provision of the shroud, it is necessary to carry out a so-called cover lift, for example when lifting the entire upper casing part when operating the rotor blades for inspection or testing purposes. The cover lift is very troublesome.

米国出願公開第２００４／１２０８０３号明細書US Application Publication No. 2004/120803 欧州特許出願公開第０１３２１８２号明細書European Patent Application No. 0132182 英国特許出願公開第２２０６６５１号明細書British Patent Application No. 2206651 欧州特許出願公開第２４５８１５２号明細書European Patent Application Publication No. 2458152

本発明の目的は、これら欠点を解決すること、並びに、シュラウドをガスタービンに設けることなくロータブレード列を動作させることができるインサート要素、リングセグメント、ガスタービン、及び取付方法を提供することである。   The object of the present invention is to solve these drawbacks and to provide an insert element, a ring segment, a gas turbine, and a mounting method capable of operating a rotor blade row without providing a shroud in the gas turbine. .

当該目的は、請求項１に規定されるインサート要素、請求項５に規定されるリングセグメント、請求項７に規定されるガスタービン、及び請求項８に規定される取付方法によって達成される。本発明の優位な変形例は、従属請求項において特定され、本明細書において説明される。   The object is achieved by an insert element as defined in claim 1, a ring segment as defined in claim 5, a gas turbine as defined in claim 7, and a mounting method as defined in claim 8. Advantageous variants of the invention are specified in the dependent claims and are described herein.

ガスタービンのタービンのリングセグメント本体に取り付けるための本発明におけるインサート要素は、凹所を覆うように構成されている。インサート要素は、凹状の前面と、リングセグメント本体に位置決めするための少なくとも１つの成形部分を具備する後面とを有している。これに関連して、凹所は、リングセグメント本体の高温ガス面に配置されている。従って、リングセグメント本体は、シュラウドを有するロータブレード列によって動作するように構成されている。   The insert element in the present invention for attaching to the ring segment body of a gas turbine turbine is configured to cover the recess. The insert element has a concave front surface and a rear surface with at least one molded portion for positioning on the ring segment body. In this connection, the recess is arranged in the hot gas surface of the ring segment body. Thus, the ring segment body is configured to operate with a rotor blade row having a shroud.

優位には、このような配置によって、シュラウドを有するロータブレード列によって動作するガスタービンを、シュラウドを有しないロータブレード列によって動作するガスタービンに変更することができる。適合するリングセグメントの極めて面倒な新規の製造を免れることができる。   Advantageously, such an arrangement allows a gas turbine operating with a rotor blade row having a shroud to be changed to a gas turbine operating with a rotor blade row having no shroud. A very cumbersome new production of matching ring segments can be avoided.

本発明におけるインサート要素の一の優位な実施例では、インサート要素が、前面から頂面に至るまで延在している少なくとも１つの通路を有している。   In one advantageous embodiment of the insert element according to the invention, the insert element has at least one passage extending from the front surface to the top surface.

従って、インサート要素は、対応するネジ又はボルトを単純に利用することによって、リングセグメント本体に取り付けることができる。   Thus, the insert element can be attached to the ring segment body by simply utilizing the corresponding screw or bolt.

本発明におけるインサート要素のさらなる優位な実施例では、インサート要素が、通路と同軸に配置されている少なくとも１つの窪みを前面に有している。   In a further advantageous embodiment of the insert element according to the invention, the insert element has at least one indentation in the front face arranged coaxially with the passage.

従って、取付手段、特にネジの頭をインサート要素の輪郭の内側に埋設することができる。   Thus, the attachment means, in particular the screw head, can be embedded inside the contour of the insert element.

本発明におけるインサート要素のさらなる優位な実施例では、インサート要素が、上側成形部分と下側成形部分とを有している。   In a further advantageous embodiment of the insert element according to the invention, the insert element has an upper molding part and a lower molding part.

成形部分は、インサート要素をリングセグメント本体に固定する前に、より急速に、より容易に、且つより正確にインサート要素を位置決めするために利用される。従って、より単純に且つより容易に据付を実施することができる。   The molded portion is utilized to position the insert element more quickly, easier and more accurately before securing the insert element to the ring segment body. Accordingly, installation can be performed more simply and more easily.

ガスタービンのタービンの本発明におけるリングセグメントは、高温ガス面を有しているリングセグメント本体であって、高温ガス面が取付状態において高温ガス経路に面している、リングセグメント本体を備えている。リングセグメント本体が、凹所を高温ガス面に有している。上述のタイプのインサート要素が、凹所に配置されている。特にインサート要素が、リングセグメント本体に螺合されている。   The ring segment in the present invention of a gas turbine turbine comprises a ring segment body having a hot gas surface, the hot gas surface facing the hot gas path in the installed state. . The ring segment body has a recess in the hot gas surface. An insert element of the type described above is arranged in the recess. In particular, the insert element is screwed onto the ring segment body.

従って、リングセグメントは、シュラウドを具備しないロータブレード列を動作させるように構成されている。   Accordingly, the ring segment is configured to operate a rotor blade row that does not include a shroud.

本発明におけるガスタービンは、タービンを備えており、タービンが、ロータブレード列と、複数のリングセグメントから形成されていると共にロータブレード列の周りに配置されているリングとを有している。これに関連して、少なくとも１つのリングセグメントが、上述のタイプのリングセグメントである。   The gas turbine in the present invention includes a turbine, and the turbine includes a rotor blade row and a ring formed from a plurality of ring segments and disposed around the rotor blade row. In this context, at least one ring segment is a ring segment of the type described above.

従って、優位には、ガスタービンは、シュラウドを具備しないロータブレード列によって動作するように適合されている。ロータブレードを交換する場合に、ガスタービンの上側ケーシングを揚重する（カバーリフト）必要が無い。出口側からアクセスすることができる。従って、本発明におけるガスタービンは、ブレード翼の頻繁な交換作業を含む試験のために特に適合している。本発明におけるガスタービンによって、これら試験を一層速く手配及び実施することができる。   Thus, advantageously, the gas turbine is adapted to operate with a rotor blade row that does not include a shroud. When replacing the rotor blade, there is no need to lift the upper casing of the gas turbine (cover lift). It can be accessed from the exit side. Therefore, the gas turbine in the present invention is particularly suited for testing involving frequent replacement operations of blade blades. These tests can be arranged and performed more quickly by the gas turbine of the present invention.

さらに、本発明におけるガスタービンは、当該少なくとも１つのインサート要素をリングセグメント本体から取り外すことによって、シュラウドを具備するロータブレード列によって動作させるために容易に転換することができる。   Furthermore, the gas turbine in the present invention can be easily converted to operate with a rotor blade row comprising a shroud by removing the at least one insert element from the ring segment body.

本発明における取付方法では、インサート要素が、ガスタービンのタービンのリングセグメント本体の凹所に取り付けられる。これに関連して、凹所が、リングセグメント本体の取付状態においてガスタービンの高温ガス経路に面している高温ガス面に配置されている。特にリングセグメント本体の取付状態において、インサート要素が、高温ガス経路の内部に導入された後に、リングセグメント本体に固定される。例えば、インサート要素が螺合される。   In the attachment method in the present invention, the insert element is attached to the recess of the ring segment body of the turbine of the gas turbine. In this connection, the recess is arranged on the hot gas surface facing the hot gas path of the gas turbine in the mounted state of the ring segment body. In particular, in the mounted state of the ring segment body, the insert element is fixed to the ring segment body after being introduced into the hot gas path. For example, the insert element is screwed together.

従って、特に試験目的において、ガスタービンのリングセグメントは、シュラウドを具備するロータブレード列によって動作する構成から、シュラウドを具備しないロータブレード列によって動作する構成に容易に転換することができる。逆の転換も容易に実施可能である。   Thus, particularly for testing purposes, the ring segment of a gas turbine can be easily converted from a configuration operating with a rotor blade row with a shroud to a configuration operating with a rotor blade row without a shroud. The reverse conversion can be easily performed.

本発明の典型的な実施例について、図面及び以下の説明に基づいて詳述する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings and the following description.

本発明におけるガスタービンを表わす。1 represents a gas turbine in the present invention. 本発明におけるリングセグメントを表わす。The ring segment in this invention is represented. 本発明におけるインサート要素を表わす。2 represents an insert element in the present invention.

図１は、本発明におけるガスタービンの典型的な実施例を表わす。ガスタービン１０は、少なくとも１つのロータブレード列１２を内蔵するタービン１１を備えている。ロータブレード列１２の周囲には、複数のリングセグメントから構成されているリングが配置されている。ロータブレード列１２は、回転軸線２０の周りに回転可能となるように配置されている。   FIG. 1 represents an exemplary embodiment of a gas turbine in the present invention. The gas turbine 10 includes a turbine 11 that incorporates at least one rotor blade row 12. Around the rotor blade row 12, a ring composed of a plurality of ring segments is arranged. The rotor blade row 12 is arranged so as to be rotatable around the rotation axis 20.

特にロータブレード列１２は、他のロータブレード列の下流に配置されているロータブレードである。図１では、対応するロータブレード列１２は、ガスタービン１０のタービン１１の第４のロータブレード列である。   In particular, the rotor blade row 12 is a rotor blade disposed downstream of other rotor blade rows. In FIG. 1, the corresponding rotor blade row 12 is the fourth rotor blade row of the turbine 11 of the gas turbine 10.

本発明におけるガスタービン１０は、少なくとも１つの本発明におけるリングセグメント１３を有している。図２は、典型的な実施例におけるリングセグメント１３を表わす。   The gas turbine 10 according to the present invention has at least one ring segment 13 according to the present invention. FIG. 2 represents the ring segment 13 in an exemplary embodiment.

リングセグメント１３は、リングセグメント本体２５とインサート要素１４とを備えている。   The ring segment 13 includes a ring segment body 25 and an insert element 14.

リングセグメント本体２５は、高温ガス面２７を備えている。取付状態において、高温ガス面２７は、ガスタービン１０の高温ガス経路２６に面している。   The ring segment body 25 includes a hot gas surface 27. In the mounted state, the hot gas surface 27 faces the hot gas path 26 of the gas turbine 10.

インサート要素１４は、リングセグメント本体２５に形成された凹所２３を覆っている。凹所２３は、高温ガス面２７に配置されている。リングセグメント本体２５は、シュラウドを具備するロータブレード列を備えているガスタービン１０を動作させるために、凹所２３を有している。優位には、例えば試験段階においてガスタービン１０の上側ケーシング半体の全体を取り外す（カバーリフト）必要が無いように、シュラウドを具備しないロータブレード列１２が利用される。本発明におけるインサート要素１４によって、リングセグメント本体２５が、シュラウドを具備しないロータブレード列１２に適合可能となる。   The insert element 14 covers a recess 23 formed in the ring segment body 25. The recess 23 is disposed on the hot gas surface 27. The ring segment body 25 has a recess 23 for operating the gas turbine 10 comprising a rotor blade row with a shroud. Advantageously, a rotor blade row 12 without a shroud is used, for example so that it is not necessary to remove (cover lift) the entire upper casing half of the gas turbine 10 during the test phase. The insert element 14 in the present invention allows the ring segment body 25 to be adapted to the rotor blade row 12 without a shroud.

当該適合は、本発明における取付方法によって実現することができる。当該取付方法では、インサート要素１４が凹所２３に固定される。特にリングセグメント本体２５が既にガスタービン１０に取り付けられている際に、当該適合が実施可能とされる。当該適合を実現するために、インサート要素１４は、高温ガス経路２６の内部に導入された後に、リングセグメント本体２５に固定される。   The adaptation can be realized by the mounting method in the present invention. In the attachment method, the insert element 14 is fixed to the recess 23. In particular, when the ring segment body 25 is already attached to the gas turbine 10, the adaptation can be performed. To achieve this adaptation, the insert element 14 is secured to the ring segment body 25 after being introduced into the hot gas path 26.

図３は、典型的な実施例におけるインサート要素１４を表わす。図示された単体のインサート要素１４は、凹状の前面１５と後面１６とを備えている。取付状態では、前面１５は高温ガス経路２６に面している。インサート要素１４は、リングセグメント本体２５に位置決めするために、少なくとも１つの成形部分１７，１８を後面１６に有している。   FIG. 3 represents the insert element 14 in an exemplary embodiment. The illustrated single insert element 14 includes a concave front surface 15 and a rear surface 16. In the mounted state, the front surface 15 faces the hot gas path 26. The insert element 14 has at least one molded part 17, 18 on the rear face 16 for positioning on the ring segment body 25.

図示の構成では、インサート要素１４が、１つの上側成形部分１７と２つの下側成形部分１８とを有している。第１の取付ステップＭ１において、インサート要素１４が、下側成形部分１８を介して、リングセグメント本体２５のアンダーカット２４の内部に押し込まれる。その後に、第２の取付ステップＭ２において、インサート要素１４がリングセグメント本体２５に向かって回動される。その後に、上側成形部分１７はインサート要素１４をその取付位置に位置決めする。図示のインサート要素１４は、前面１５から頂面２２に至るまで延在している２つの通路２１を有している。第３の取付ステップＭ３において、インサート要素１４がリングセグメント本体２５に螺合される。従って、螺合手段は通路２１を通じて送り込まれる。インサート要素１４は、３つの取付ステップのみを完了させれば、リングセグメント本体２５に固定状態で接続される。好ましくは、取付状態において、インサート要素１４はリングセグメント１３と面一になっている。インサート要素１４をリングセグメント本体２５に取り付けることによって、本発明におけるリングセグメント１３が形成される。   In the configuration shown, the insert element 14 has one upper molding part 17 and two lower molding parts 18. In the first attachment step M1, the insert element 14 is pushed into the undercut 24 of the ring segment body 25 via the lower molding part 18. Thereafter, the insert element 14 is rotated toward the ring segment body 25 in the second attachment step M2. Thereafter, the upper molding part 17 positions the insert element 14 in its mounting position. The illustrated insert element 14 has two passages 21 extending from the front surface 15 to the top surface 22. In the third attachment step M3, the insert element 14 is screwed into the ring segment body 25. Accordingly, the screwing means is fed through the passage 21. The insert element 14 is fixedly connected to the ring segment body 25 when only three attachment steps are completed. Preferably, the insert element 14 is flush with the ring segment 13 in the mounted state. By attaching the insert element 14 to the ring segment body 25, the ring segment 13 in the present invention is formed.

本発明におけるインサート要素１４の前面１５は、ロータブレード列１２の周囲に配置されているリングセグメント１３に適合可能とされるように凹状に形成されている。図示のインサート要素１４それぞれが、一の通路２１につき一の窪み１９を前面１５に有している。窪み１９それぞれは、通路２１と同軸に配置されている。   The front surface 15 of the insert element 14 in the present invention is formed in a concave shape so as to be adaptable to the ring segment 13 arranged around the rotor blade row 12. Each of the illustrated insert elements 14 has a recess 19 in the front face 15 per passage 21. Each of the recesses 19 is arranged coaxially with the passage 21.

本発明について、好ましい典型的な実施例によって詳細に説明及び図解したが、本発明は、開示された実施例によって限定される訳ではなく、当該開示された実施例に基づいて当業者が想到可能な他の変形例も、本発明の保護範囲内にある。   Although the present invention has been described and illustrated in detail with reference to preferred exemplary embodiments, the present invention is not limited to the disclosed embodiments and can be conceived by those skilled in the art based on the disclosed embodiments. Such other variations are also within the protection scope of the present invention.

１０ ガスタービン
１１ タービン
１２ ブレード列
１３ リングセグメント
１４ インサート要素
１５ （インサート要素１４の）前面
１６ （インサート要素１４の）後面
１７ （上側）成形部分
１８ （下側）成形部分
１９ 窪み
２０ 回転軸線
２１ 通路
２２ （インサート要素１４の）頂面
２３ 凹所
２４ アンダーカット
２５ リングセグメント本体
２６ 高温ガス経路
２７ 高温ガス面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Gas turbine 11 Turbine 12 Blade row 13 Ring segment 14 Insert element 15 Front surface (of insert element 14) 16 Rear surface (of insert element 14) 17 (Upper side) Molding part 18 (Lower side) Molding part 19 Depression 20 Rotation axis 21 Passage 22 Top surface (of the insert element 14) 23 Recess 24 Undercut 25 Ring segment body 26 Hot gas path 27 Hot gas surface

本発明は、ガスタービン及び取付方法に関する。 The present invention relates to a gas Sutabi down及 beauty Mounting.

ガスタービンのタービンのロータブレード列がいわゆるシュラウドをブレード翼の上側端部に有していることは周知である。   It is well known that a turbine blade row of a gas turbine has a so-called shroud at the upper end of the blade blade.

特許文献１は、ガスタービンのための冷却されたタービンリングセグメントを開示しており、当該タービンリングセグメントは、アキシアル方向に方向づけられているシュラウドリングセグメントであって、内面、外面、上流フランジ、及び下流フランジを有しているシュラウドリングセグメントを備えている。フランジは、シュラウドリングをエンジンケーシングに保持する。穿孔された冷却空気衝突プレートは、上流フランジと下流フランジとの間においてシュラウドリングの外面に配置されており、衝突チャンバが、冷却空気衝突プレートと当該外面との間に形成されている。アキシアル方向に方向づけられているリングセグメントの冷却ボアは、衝突チャンバと出口との間に延在している。中空の隣接する出口が、案内羽根を冷却するために、冷却空気を当該出口から下流の案内羽根に向かって案内する。   U.S. Patent No. 6,057,034 discloses a cooled turbine ring segment for a gas turbine, the turbine ring segment being an axially oriented shroud ring segment, comprising an inner surface, an outer surface, an upstream flange, and A shroud ring segment having a downstream flange is provided. The flange holds the shroud ring in the engine casing. A perforated cooling air impingement plate is disposed on the outer surface of the shroud ring between the upstream flange and the downstream flange, and an impingement chamber is formed between the cooling air impingement plate and the outer surface. A ring segment cooling bore oriented in the axial direction extends between the collision chamber and the outlet. A hollow adjacent outlet guides cooling air from the outlet toward the downstream guide vane in order to cool the guide vane.

特許文献２は、ターボ機械のロータブレードのためのシール装置を開示している。シール装置は、区間シールを備えている。当該区間シールは、接続要素を介して内側リングに取り付けられている一方、フックを介して外側リングに取り付けられている。内側リングは低い熱慣性を有しており、外側リングは高い熱慣性を有している。さらに、区間シールは、フックに設けられたサポートリブと芯出し手段とを有している。   Patent Document 2 discloses a sealing device for a rotor blade of a turbomachine. The sealing device includes a section seal. The section seal is attached to the inner ring via a connecting element, while being attached to the outer ring via a hook. The inner ring has a low thermal inertia and the outer ring has a high thermal inertia. Furthermore, the section seal has a support rib provided on the hook and a centering means.

特許文献３は、動作中にガスタービンエンジンのタービンブレードの一の段の両端を囲んでいるタービンブレードシュラウド装置を開示している。シュラウド装置は、アキシアル方向及びラジアル方向において緩く保持されているリングと、横方向において互いに当接している複数のセグメントを有しているタービンブレードシュラウドとを備えており、タービンブレードシュラウドそれぞれが、リングのラジアル方向面から懸架されており、ガスシールに位置決めされており、定置式エンジン構造体に対して比較的移動可能とされ、リングが、定置式エンジン構造体の材料より低い熱反応特性を有している材料から構成されている。   U.S. Pat. No. 6,089,077 discloses a turbine blade shroud device that surrounds both ends of one stage of a turbine blade of a gas turbine engine during operation. The shroud device includes a ring that is loosely held in the axial direction and the radial direction, and a turbine blade shroud having a plurality of segments that are in contact with each other in the lateral direction. It is suspended from the radial surface of the engine, is positioned on the gas seal, is relatively movable with respect to the stationary engine structure, and the ring has lower thermal response characteristics than the stationary engine structure material. It is made up of materials that

特許文献４は、交互に配置された空気冷却ロータブレード列とロータ熱シールドとを具備するロータと、交互に配置された空気冷却案内羽根列と内側リングに取り付けられたステータ熱シールドとを具備するステータと、を備えている軸流式ガスタービンを開示している。ステータは、高温ガス通路がステータとロータとの間に形成されるように、ロータを同軸に囲んでいる。ロータブレード列とステータ熱シールドとは、又は案内羽根列とロータ熱シールドとは互いに対向して配置されている。一の案内羽根列とその下流のロータブレード列とが、タービン段を形成している。ロータブレードは、外側ブレードプラットフォームをその先端に備えている。ブレードプラットフォームは、複数の歯を自身の外側に備えており、複数の歯は、周方向において互いに対して平行に延在しており、高温ガス流の流れ方向において縦列に配置されている。   Patent Document 4 includes a rotor having alternately arranged air-cooled rotor blade rows and rotor heat shields, and alternately arranged air-cooling guide blade rows and stator heat shields attached to the inner ring. An axial gas turbine having a stator is disclosed. The stator coaxially surrounds the rotor such that a hot gas path is formed between the stator and the rotor. The rotor blade row and the stator heat shield, or the guide blade row and the rotor heat shield are arranged to face each other. One guide vane row and a rotor blade row downstream thereof form a turbine stage. The rotor blade has an outer blade platform at its tip. The blade platform has a plurality of teeth on its outer side, the plurality of teeth extend parallel to each other in the circumferential direction, and are arranged in tandem in the flow direction of the hot gas flow.

シュラウドが設けられていることに起因して、例えば点検又は試験を目的としてロータブレードを動作させる際に、上側ケーシング部分の全体を揚重すること、いわゆるカバーリフトを実施する必要がある。カバーリフトは非常に面倒である。   Due to the provision of the shroud, it is necessary to carry out a so-called cover lift, for example when lifting the entire upper casing part when operating the rotor blades for inspection or testing purposes. The cover lift is very troublesome.

米国出願公開第２００４／１２０８０３号明細書US Application Publication No. 2004/120803 欧州特許出願公開第０１３２１８２号明細書European Patent Application No. 0132182 英国特許出願公開第２２０６６５１号明細書British Patent Application No. 2206651 欧州特許出願公開第２４５８１５２号明細書European Patent Application Publication No. 2458152

本発明の目的は、これら欠点を解決すること、並びに、シュラウドをガスタービンに設けることなくロータブレード列を動作させることができるガスタービン及び取付方法を提供することである。 An object of the present invention is to solve these drawbacks, and to provide a Ruga Sutabi down及 beauty mounting method it is possible to operate the rotor blade rows without providing a shroud to a gas turbine.

当該目的は、請求項１に規定されるガスタービン、及び請求項６に規定される取付方法によって達成される。本発明の優位な変形例は、従属請求項において特定され、本明細書において説明される。 The object is achieved by the mounting method defined gas turbine as defined in 請 Motomeko 1, and to claim 6. Advantageous variants of the invention are specified in the dependent claims and are described herein.

従って、優位には、ガスタービンは、シュラウドを具備しないロータブレード列によって動作するように適合されている。ロータブレードを交換する場合に、ガスタービンの上側ケーシングを揚重する（カバーリフト）必要が無い。出口側からアクセスすることができる。従って、本発明におけるガスタービンは、ブレード翼の頻繁な交換作業を含む試験のために特に適合している。本発明におけるガスタービンによって、これら試験を一層速く手配及び実施することができる。Thus, advantageously, the gas turbine is adapted to operate with a rotor blade row that does not include a shroud. When replacing the rotor blade, there is no need to lift the upper casing of the gas turbine (cover lift). It can be accessed from the exit side. Therefore, the gas turbine in the present invention is particularly suited for testing involving frequent replacement operations of blade blades. These tests can be arranged and performed more quickly by the gas turbine of the present invention.

さらに、本発明におけるガスタービンは、当該少なくとも１つのインサート要素をリングセグメント本体から取り外すことによって、シュラウドを具備するロータブレード列によって動作させるために容易に転換することができる。Furthermore, the gas turbine in the present invention can be easily converted to operate with a rotor blade row comprising a shroud by removing the at least one insert element from the ring segment body.

ガスタービンのタービンの本発明におけるリングセグメントは、高温ガス面を有しているリングセグメント本体であって、高温ガス面が取付状態において高温ガス経路に面している、リングセグメント本体を備えている。リングセグメント本体が、凹所を高温ガス面に有している。上述のタイプのインサート要素が、凹所に配置されている。特にインサート要素が、リングセグメント本体に螺合されている。The ring segment in the present invention of a gas turbine turbine comprises a ring segment body having a hot gas surface, the hot gas surface facing the hot gas path in the installed state. . The ring segment body has a recess in the hot gas surface. An insert element of the type described above is arranged in the recess. In particular, the insert element is screwed onto the ring segment body.

ガスタービンのタービンのリングセグメント本体に取り付けるためのインサート要素は、凹所を覆うように構成されている。インサート要素は、凹状の前面と、リングセグメント本体に位置決めするための少なくとも１つの成形部分を具備する後面とを有している。これに関連して、凹所は、リングセグメント本体の高温ガス面に配置されている。従って、リングセグメント本体は、シュラウドを有するロータブレード列によって動作するように構成されている。 Inserts element for attachment to a ring segment body of the turbine of the gas turbine is configured to cover the recess. The insert element has a concave front surface and a rear surface with at least one molded portion for positioning on the ring segment body. In this connection, the recess is arranged in the hot gas surface of the ring segment body. Thus, the ring segment body is configured to operate with a rotor blade row having a shroud.

優位には、このような配置によって、シュラウドを有するロータブレード列によって動作するガスタービンを、シュラウドを有しないロータブレード列によって動作するガスタービンに変更することができる。適合するリングセグメントの極めて面倒な新規の製造を免れることができる。   Advantageously, such an arrangement allows a gas turbine operating with a rotor blade row having a shroud to be changed to a gas turbine operating with a rotor blade row having no shroud. A very cumbersome new production of matching ring segments can be avoided.

本発明におけるインサート要素の一の優位な実施例では、インサート要素が、前面から頂面に至るまで延在している少なくとも１つの通路を有している。   In one advantageous embodiment of the insert element according to the invention, the insert element has at least one passage extending from the front surface to the top surface.

従って、インサート要素は、対応するネジ又はボルトを単純に利用することによって、リングセグメント本体に取り付けることができる。   Thus, the insert element can be attached to the ring segment body by simply utilizing the corresponding screw or bolt.

本発明におけるインサート要素のさらなる優位な実施例では、インサート要素が、通路と同軸に配置されている少なくとも１つの窪みを前面に有している。   In a further advantageous embodiment of the insert element according to the invention, the insert element has at least one indentation in the front face arranged coaxially with the passage.

従って、取付手段、特にネジの頭をインサート要素の輪郭の内側に埋設することができる。   Thus, the attachment means, in particular the screw head, can be embedded inside the contour of the insert element.

本発明におけるインサート要素のさらなる優位な実施例では、インサート要素が、上側成形部分と下側成形部分とを有している。   In a further advantageous embodiment of the insert element according to the invention, the insert element has an upper molding part and a lower molding part.

成形部分は、インサート要素をリングセグメント本体に固定する前に、より急速に、より容易に、且つより正確にインサート要素を位置決めするために利用される。従って、より単純に且つより容易に据付を実施することができる。   The molded portion is utilized to position the insert element more quickly, easier and more accurately before securing the insert element to the ring segment body. Accordingly, installation can be performed more simply and more easily.

従って、リングセグメントは、シュラウドを具備しないロータブレード列を動作させるように構成されている。   Accordingly, the ring segment is configured to operate a rotor blade row that does not include a shroud.

本発明におけるガスタービンは、タービンを備えており、タービンが、ロータブレード列と、複数のリングセグメントから構成されていると共にロータブレード列の周りに配置されているリングとを有している。これに関連して、少なくとも１つのリングセグメントが、上述のタイプのリングセグメントである。 The gas turbine according to the present invention includes a turbine, and the turbine includes a rotor blade row and a ring that is formed of a plurality of ring segments and arranged around the rotor blade row. In this context, at least one ring segment is a ring segment of the type described above.

本発明における取付方法では、インサート要素が、ガスタービンのタービンのリングセグメント本体の凹所に取り付けられる。これに関連して、凹所が、リングセグメント本体の取付状態においてガスタービンの高温ガス経路に面している高温ガス面に配置されている。特にリングセグメント本体の取付状態において、インサート要素が、高温ガス経路の内部に導入された後に、リングセグメント本体に固定される。例えば、インサート要素が螺合される。   In the attachment method in the present invention, the insert element is attached to the recess of the ring segment body of the turbine of the gas turbine. In this connection, the recess is arranged on the hot gas surface facing the hot gas path of the gas turbine in the mounted state of the ring segment body. In particular, in the mounted state of the ring segment body, the insert element is fixed to the ring segment body after being introduced into the hot gas path. For example, the insert element is screwed together.

従って、特に試験目的において、ガスタービンのリングセグメントは、シュラウドを具備するロータブレード列によって動作する構成から、シュラウドを具備しないロータブレード列によって動作する構成に容易に転換することができる。逆の転換も容易に実施可能である。   Thus, particularly for testing purposes, the ring segment of a gas turbine can be easily converted from a configuration operating with a rotor blade row with a shroud to a configuration operating with a rotor blade row without a shroud. The reverse conversion can be easily performed.

本発明の典型的な実施例について、図面及び以下の説明に基づいて詳述する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings and the following description.

本発明におけるガスタービンを表わす。1 represents a gas turbine in the present invention. 本発明におけるリングセグメントを表わす。The ring segment in this invention is represented. 本発明におけるインサート要素を表わす。2 represents an insert element in the present invention.

図１は、本発明におけるガスタービンの典型的な実施例を表わす。ガスタービン１０は、少なくとも１つのロータブレード列１２を内蔵するタービン１１を備えている。ロータブレード列１２の周囲には、複数のリングセグメントから構成されているリングが配置されている。ロータブレード列１２は、回転軸線２０の周りに回転可能となるように配置されている。   FIG. 1 represents an exemplary embodiment of a gas turbine in the present invention. The gas turbine 10 includes a turbine 11 that incorporates at least one rotor blade row 12. Around the rotor blade row 12, a ring composed of a plurality of ring segments is arranged. The rotor blade row 12 is arranged so as to be rotatable around the rotation axis 20.

特にロータブレード列１２は、他のロータブレード列の下流に配置されているロータブレードである。図１では、対応するロータブレード列１２は、ガスタービン１０のタービン１１の第４のロータブレード列である。   In particular, the rotor blade row 12 is a rotor blade disposed downstream of other rotor blade rows. In FIG. 1, the corresponding rotor blade row 12 is the fourth rotor blade row of the turbine 11 of the gas turbine 10.

本発明におけるガスタービン１０は、少なくとも１つの本発明におけるリングセグメント１３を有している。図２は、典型的な実施例におけるリングセグメント１３を表わす。   The gas turbine 10 according to the present invention has at least one ring segment 13 according to the present invention. FIG. 2 represents the ring segment 13 in an exemplary embodiment.

リングセグメント１３は、リングセグメント本体２５とインサート要素１４とを備えている。   The ring segment 13 includes a ring segment body 25 and an insert element 14.

リングセグメント本体２５は、高温ガス面２７を備えている。取付状態において、高温ガス面２７は、ガスタービン１０の高温ガス経路２６に面している。   The ring segment body 25 includes a hot gas surface 27. In the mounted state, the hot gas surface 27 faces the hot gas path 26 of the gas turbine 10.

インサート要素１４は、リングセグメント本体２５に形成された凹所２３を覆っている。凹所２３は、高温ガス面２７に配置されている。リングセグメント本体２５は、シュラウドを具備するロータブレード列を備えているガスタービン１０を動作させるために、凹所２３を有している。優位には、例えば試験段階においてガスタービン１０の上側ケーシング半体の全体を取り外す（カバーリフト）必要が無いように、シュラウドを具備しないロータブレード列１２が利用される。本発明におけるインサート要素１４によって、リングセグメント本体２５が、シュラウドを具備しないロータブレード列１２に適合可能となる。   The insert element 14 covers a recess 23 formed in the ring segment body 25. The recess 23 is disposed on the hot gas surface 27. The ring segment body 25 has a recess 23 for operating the gas turbine 10 comprising a rotor blade row with a shroud. Advantageously, a rotor blade row 12 without a shroud is used, for example so that it is not necessary to remove (cover lift) the entire upper casing half of the gas turbine 10 during the test phase. The insert element 14 in the present invention allows the ring segment body 25 to be adapted to the rotor blade row 12 without a shroud.

当該適合は、本発明における取付方法によって実現することができる。当該取付方法では、インサート要素１４が凹所２３に固定される。特にリングセグメント本体２５が既にガスタービン１０に取り付けられている際に、当該適合が実施可能とされる。当該適合を実現するために、インサート要素１４は、高温ガス経路２６の内部に導入された後に、リングセグメント本体２５に固定される。   The adaptation can be realized by the mounting method in the present invention. In the attachment method, the insert element 14 is fixed to the recess 23. In particular, when the ring segment body 25 is already attached to the gas turbine 10, the adaptation can be performed. To achieve this adaptation, the insert element 14 is secured to the ring segment body 25 after being introduced into the hot gas path 26.

図３は、典型的な実施例におけるインサート要素１４を表わす。図示された単体のインサート要素１４は、凹状の前面１５と後面１６とを備えている。取付状態では、前面１５は高温ガス経路２６に面している。インサート要素１４は、リングセグメント本体２５に位置決めするために、少なくとも１つの成形部分１７，１８を後面１６に有している。   FIG. 3 represents the insert element 14 in an exemplary embodiment. The illustrated single insert element 14 includes a concave front surface 15 and a rear surface 16. In the mounted state, the front surface 15 faces the hot gas path 26. The insert element 14 has at least one molded part 17, 18 on the rear face 16 for positioning on the ring segment body 25.

図示の構成では、インサート要素１４が、１つの上側成形部分１７と２つの下側成形部分１８とを有している。第１の取付ステップＭ１において、インサート要素１４が、下側成形部分１８を介して、リングセグメント本体２５のアンダーカット２４の内部に押し込まれる。その後に、第２の取付ステップＭ２において、インサート要素１４がリングセグメント本体２５に向かって回動される。その後に、上側成形部分１７はインサート要素１４をその取付位置に位置決めする。図示のインサート要素１４は、前面１５から頂面２２に至るまで延在している２つの通路２１を有している。第３の取付ステップＭ３において、インサート要素１４がリングセグメント本体２５に螺合される。従って、螺合手段は通路２１を通じて送り込まれる。インサート要素１４は、３つの取付ステップのみを完了させれば、リングセグメント本体２５に固定状態で接続される。好ましくは、取付状態において、インサート要素１４はリングセグメント１３と面一になっている。インサート要素１４をリングセグメント本体２５に取り付けることによって、本発明におけるリングセグメント１３が形成される。   In the configuration shown, the insert element 14 has one upper molding part 17 and two lower molding parts 18. In the first attachment step M1, the insert element 14 is pushed into the undercut 24 of the ring segment body 25 via the lower molding part 18. Thereafter, the insert element 14 is rotated toward the ring segment body 25 in the second attachment step M2. Thereafter, the upper molding part 17 positions the insert element 14 in its mounting position. The illustrated insert element 14 has two passages 21 extending from the front surface 15 to the top surface 22. In the third attachment step M3, the insert element 14 is screwed into the ring segment body 25. Accordingly, the screwing means is fed through the passage 21. The insert element 14 is fixedly connected to the ring segment body 25 when only three attachment steps are completed. Preferably, the insert element 14 is flush with the ring segment 13 in the mounted state. By attaching the insert element 14 to the ring segment body 25, the ring segment 13 in the present invention is formed.

本発明におけるインサート要素１４の前面１５は、ロータブレード列１２の周囲に配置されているリングセグメント１３に適合可能とされるように凹状に形成されている。図示のインサート要素１４それぞれが、一の通路２１につき一の窪み１９を前面１５に有している。窪み１９それぞれは、通路２１と同軸に配置されている。   The front surface 15 of the insert element 14 in the present invention is formed in a concave shape so as to be adaptable to the ring segment 13 arranged around the rotor blade row 12. Each of the illustrated insert elements 14 has a recess 19 in the front face 15 per passage 21. Each of the recesses 19 is arranged coaxially with the passage 21.

本発明について、好ましい典型的な実施例によって詳細に説明及び図解したが、本発明は、開示された実施例によって限定される訳ではなく、当該開示された実施例に基づいて当業者が想到可能な他の変形例も、本発明の保護範囲内にある。   Although the present invention has been described and illustrated in detail with reference to preferred exemplary embodiments, the present invention is not limited to the disclosed embodiments and can be conceived by those skilled in the art based on the disclosed embodiments. Such other variations are also within the protection scope of the present invention.

１０ ガスタービン
１１ タービン
１２ ブレード列
１３ リングセグメント
１４ インサート要素
１５ （インサート要素１４の）前面
１６ （インサート要素１４の）後面
１７ （上側）成形部分
１８ （下側）成形部分
１９ 窪み
２０ 回転軸線
２１ 通路
２２ （インサート要素１４の）頂面
２３ 凹所
２４ アンダーカット
２５ リングセグメント本体
２６ 高温ガス経路
２７ 高温ガス面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Gas turbine 11 Turbine 12 Blade row 13 Ring segment 14 Insert element 15 Front surface (of insert element 14) 16 Rear surface (of insert element 14) 17 (Upper side) Molding part 18 (Lower side) Molding part 19 Depression 20 Rotation axis 21 Passage 22 Top surface (of the insert element 14) 23 Recess 24 Undercut 25 Ring segment body 26 Hot gas path 27 Hot gas surface

Claims (10)

ガスタービン（１０）のタービン（１１）のリングセグメント本体（２５）に取り付けるためのインサート要素（１４）において、
前記リングセグメント本体（２５）が、凹所（２３）を高温ガス面（２７）に有しており、
前記インサート要素（１４）が、前記凹所（２３）を覆うように構成されており、凹状の前面（１５）と、前記リングセグメント本体（２５）に位置決めするための少なくとも１つの成形部分（１７，１８）を具備する後面（１６）とを有していることを特徴とするインサート要素（１４）。 In an insert element (14) for attachment to a ring segment body (25) of a turbine (11) of a gas turbine (10),
The ring segment body (25) has a recess (23) in the hot gas surface (27);
The insert element (14) is configured to cover the recess (23) and has a concave front surface (15) and at least one molded part (17) for positioning in the ring segment body (25). , 18) and a rear face (16). 前記インサート要素（１４）が、前記前面（１５）から頂面（２２）に至るまで延在している少なくとも１つの通路（２１）を有していることを特徴とする請求項１に記載のインサート要素（１４）。   2. The insert element (14) according to claim 1, characterized in that it has at least one passage (21) extending from the front face (15) to the top face (22). Insert element (14). 前記インサート要素（１４）が、前記通路（２１）と同軸に配置されている少なくとも１つの窪み（１９）を前記前面（１５）に有していることを特徴とする請求項１に記載のインサート要素（１４）。   Insert according to claim 1, characterized in that the insert element (14) has at least one indentation (19) in the front face (15) arranged coaxially with the passage (21). Element (14). 前記インサート要素（１４）が、上側成形部分（１７）と下側成形部分（１８）とを有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のインサート要素。   The insert element according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the insert element (14) has an upper molded part (17) and a lower molded part (18). ガスタービン（１０）のタービン（１１）のリングセグメント（１３）において、
前記リングセグメント（１３）が、高温ガス面（２７）を有しているリングセグメント本体（２５）を備えており、前記高温ガス面（２７）が、取付状態において高温ガス経路（２６）に面しており、
前記リングセグメント本体（２５）が、凹所（２３）を前記高温ガス面（２７）に有しており、請求項１〜４のいずれか一項に記載のインサート要素（１４）が、前記凹所（２３）に配置されていることを特徴とするリングセグメント（１３）。 In the ring segment (13) of the turbine (11) of the gas turbine (10),
The ring segment (13) comprises a ring segment body (25) having a hot gas surface (27), the hot gas surface (27) facing the hot gas path (26) in the mounted state. And
The ring segment body (25) has a recess (23) in the hot gas surface (27), and the insert element (14) according to any one of claims 1 to 4, A ring segment (13), characterized in that it is arranged at a location (23). 前記インサート要素（１４）が、前記リングセグメント本体（２５）に螺合されていることを特徴とする請求項５に記載のリングセグメント（１３）。   The ring segment (13) according to claim 5, characterized in that the insert element (14) is screwed into the ring segment body (25). タービン（１１）を備えているガスタービン（１０）であって、前記タービン（１１）が、ロータブレード列（１２）と、複数のリングセグメントから形成されていると共に前記ロータブレード列（１２）の周りに配置されているリングとを有している、前記ガスタービン（１０）において、
少なくとも１つの前記リングセグメントが、請求項５又は６に記載のリングセグメントであることを特徴とするガスタービン（１０）。 A gas turbine (10) comprising a turbine (11), wherein the turbine (11) is formed of a rotor blade row (12) and a plurality of ring segments, and the rotor blade row (12) Said gas turbine (10) having a ring disposed around it,
Gas turbine (10), characterized in that at least one said ring segment is a ring segment according to claim 5 or 6. インサート要素（１４）をガスタービン（１０）のタービン（１１）のリングセグメント本体（２５）の凹所（２３）に取り付けるための方法において、
前記凹所（２３）が、前記リングセグメント本体（２５）の取付状態において前記ガスタービン（１０）の高温ガス経路（２６）に面している高温ガス面（２７）に配置されていることを特徴とする方法。 In a method for attaching an insert element (14) to a recess (23) in a ring segment body (25) of a turbine (11) of a gas turbine (10),
The recess (23) is disposed on a hot gas surface (27) facing the hot gas path (26) of the gas turbine (10) when the ring segment body (25) is mounted. Feature method. 前記リングセグメント本体（２５）の取付状態において、前記インサート要素（１４）が、前記高温ガス経路（２６）の内部に導入された後に、前記リングセグメント本体（２５）に固定されることを特徴とする請求項８に記載の方法。   In the attached state of the ring segment body (25), the insert element (14) is fixed to the ring segment body (25) after being introduced into the hot gas path (26). The method according to claim 8. 前記インサート要素（１４）が、前記リングセグメント本体（２５）に螺合される（Ｍ３）ことを特徴とする請求項８又は９に記載の方法。   10. Method according to claim 8 or 9, characterized in that the insert element (14) is screwed (M3) into the ring segment body (25).
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